日前获悉，我院张延荣教授团队关于缺陷态TiO2纳米管（R-TNTs）基光催化体系在环境领域应用的研究成果（M. Sun, X. Wang, Z. Chen, M. Murugananthan, Y. Chen, Y. Zhang, Stabilized oxygen vacancies over heterojunction for highly efficient and exceptionally durable VOCs photocatalytic degradation, 2020, 10.1016/j.apcatb.2020.119061）已被环境领域顶级期刊Applied Catalysis B: Environmental接收发表。该论文由国际科技合作项目(Nos. 2013DFG50150 and 2016YFE0126300)以及校国际合作专项资助，以华中科技大学环境科学与工程学院为第一完成单位，张延荣教授为通讯作者，2018级直博生孙明辉为第一作者。Applied Catalysis B: Environmental致力于能源及环境领域原创、高影响催化过程的发表及传播，2018年影响因子为14.2。
这也是近3年来张教授团队在Applied Catalysis B: Environmental期刊上发表的第4篇有关光催化高水平研究成果，前三篇分别于2018、2019和2020年发表（X. Wang, M. Sun, M. Murugananthan, Y. Zhang, L. Zhang, Electrochemically self-doped WO3/TiO2 nanotubes for photocatalytic degradation of volatile organic compounds, Appl. Catal. B: Environ. 260 (2020); Z. Zhu, H. Pan, M. Murugananthan, J. Gong, Y. Zhang. Visible light-driven photocatalytically active g-C3N4 material for enhanced generation of H2O2. 232 (2018) 19-25.和Z. Wang, M. Murugananthan, Y. Zhang, Graphitic carbon nitride based photocatalysis for redox conversion of arsenic(III) and chromium(VI) in acid aqueous solution, Applied Catalysis B: Environmental (2019).）。张延荣研究团队也致力于碳材料在环境中的应用研究，团队连续在国际知名期刊如Environmental Science & Technology（2019年，IF=7.2），Journal of Hazardous Materials（2019年，IF=7.6），Carbon（2018年及2019年，IF=7.5），及Environmental Pollution（2018年，IF=5.7）等发表研究成果。
该工作基于课题组前期关于还原态自掺杂TiO2纳米管光催化材料的研究工作（W. Liao, J. Yang, H. Zhou, M. Murugananthan, Y. Zhang, Electrochim. Acta, 136 (2014) 310-317.）,（H. Zhou, Y. Zhang, J. Phy. Chem. C, 118 (2014) 5626-5636.（被引151次））和（X. Wang, M. Sun, M. Murugananthan, Y. Zhang, L. Zhang, Electrochemically self-doped WO3/TiO2 nanotubes for photocatalytic degradation of volatile organic compounds, Appl. Catal. B: Environ. 260 (2020)），研究发现R-WO3/TiO2材料虽然在紫外光下具有良好的VOCs去除能力，但是在可见光下去除效率显著下降且性能会出现明显劣化，主要是因为引入的氧空位被强氧化性的羟基自由基所氧化破坏。在本研究中通过旋涂法将BiVO4引入，再利用简单的电化学方法成功引入氧缺陷并得到富表面氧空位的R-BiVO4/WO3/TiO2纳米管复合光催化材料。通过PAS、HAADF-STEM、XPS和EPR等表征证实了三元材料的成功构建及氧空位的成功引入，而且发现新引入的氧空位主要集中于BiVO4中。将该体系应用在处理挥发性有机污染物甲苯上，凭借复合薄膜中的R-BiVO4组分，将以羟基自由基和光生空穴为主导的固有反应机理转变为以超氧自由基和空穴为主导的反应，从而提高了氧空位在催化过程中的稳定性。经过文献查阅比较，R-BiVO4/WO3/TiO2纳米管材料是目前已知的去除VOCs效果和稳定性最佳的材料。更重要的是，选择性引入的表面氧空位成功改善了光催化材料的电子迁移能力以及电子-空穴的严重复合，使其光电流密度提高了28倍。这项工作是有关改变固有的催化反应路径以提高光催化系统中氧空位稳定性的第一份报告，不仅证明了氧空位在改善金属氧化物半导体材料的光催化活性中的重要作用，而且提出了通过改变反应路径实现光催化剂高稳定性的策略。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0926337320304768
